高温后钢骨再生混凝土柱的加固行为分析

针对高温环境对钢骨混凝土受力性能影响的问题,进行了高温（500、700C）作用后钢骨再生混凝土柱的轴压性能试验,分析了碳纤维布（CFRP）加固对其力学性能的影响,得到了高温后钢骨再生混凝土柱及加固试件的失效模式、极限承载力和位移响应与不同骨料取代率的关系曲线。结果表明：500和700C高温作用后钢骨试件出现干缩裂缝,且温度越高干缩裂缝越多,极限承载力越低;对于高温后加固试件,极限承载力和位移得到较大提高,然而其破坏模式变为没有预兆性的脆性破坏;相对于0%和100%取代率的钢骨试件,高温后50%取代率试件加固后的极限承载力提高幅度达到最大的141%。最后,利用ABAQUS有限元模型模拟了钢骨试件的位移和应变发展曲线,与试验结果符合较好;同时针对CFRP对钢骨试件的加固机理进行了分析,揭示了钢骨、再生混凝土和CFRP在受压时的变形协调机理。     

CFRP约束圆中空夹层钢管混凝土短柱轴心受压性能试验研究

对圆中空夹层钢管混凝土（CFDST）短柱和CFRP约束CFDST(CFRP-CFDST)短柱进行了轴压试验,研究混凝土强度和CFRP粘贴层数对CFRP约束CFDST短柱轴压性能的影响,得到了CFDST短柱和CFRP约束CFDST短柱的典型破坏模式、荷载—位移曲线及荷载—应变曲线。试验结果表明：与CFDST试件相比,CFRP约束CFDST试件的极限承载能力显著提高,且贴布层数越多,钢管混凝土短柱的极限承载力越高。给出了避免内钢管先于外钢管屈曲破坏的内钢管最小壁厚计算式,并提出了CFRP约束CFDST短柱的轴压极限承载力计算式,该计算式计算结果与试验结果吻合较好。     

钢骨混凝土T形柱双向小偏压试验

目的 研究双向小偏压作用下的T形钢骨混凝土柱的受力性能.方法 对3根含钢骨率不同的T形钢骨混凝土柱进行双向小偏心受压试验,结合试验结果,描绘出了试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线,并进行了分析,从而了解了小偏压作用下的T形钢骨混凝土柱的受力性能及破坏机理.结果 通过试验,明确了钢骨混凝土异形柱的破坏形态,分析表明,试件的含钢率越大,其承载能力越高,变形性能越好.从开始加载直至试件破坏,型钢与混凝土的协同工作性良好.结论 钢骨混凝土异形柱具有很好的延性和很高的承载力.     

低周反复荷载下钢骨-钢管混凝土柱的延性分析

目的 为了研究钢骨-钢管混凝土柱的延性性能及影响因素.方法 进行了5个试件的低周反复荷载试验,结合实验结果,分析了试件的骨架曲线、滞回曲线,进行了延性系数和极限位移角的计算.结果 因组合柱中的混凝土受到了钢骨-钢管的约束,从而提高了柱的水平承载力和延性.由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管和钢骨发生局部屈曲,可以保证其材料性能的充分发挥.研究表明该类柱的延性系数最大达到5.4,最小也达到了3.4,说明延性较好.极限位移角最大为1/22,最小为1/47均满足规范要求.结论 钢骨-钢管混凝土柱抗震性能良好,试件承载力随着含骨率增大而增大,随着轴压比的增大而减小;在较高的轴压比下,钢骨-钢管混凝土柱仍表现出良好的延性性能;随着轴压比的增加,钢骨-钢管混凝土柱的延性系数减小;随着含骨率的增加,柱的延性系数增大.     

内置钢骨的L形截面钢管混凝土中长柱轴心受压试验研究

内置钢骨的组合异形截面钢管混凝土柱是一种新型重载组合柱,为了解此类构件的轴压稳定力学性能,以内置钢骨的L形截面钢管混凝土柱为研究对象,考虑配箍率、配骨率和长细比等参数的影响,进行了17个试件轴压试验。分析试件的受力过程,实测试件的荷载-平均纵向应变曲线（N-εl）,荷载-挠度曲线(N-δ)和极限抗压承载力,研究各参数对试件轴心受压力学性能的影响。试验结果表明：组合柱轴压变形为“S形”,主要破坏形态为柱端局部屈曲破坏;随着长细比增加,试件极限承载力逐渐减小,配箍率和配骨率是决定试件极限承载力的关键因素;参考国内外相关规范的计算条文,提出内置钢骨的L形截面钢管混凝土柱轴心受压稳定性承载力的实用计算公式,计算结果与试验吻合良好。     

十字形钢骨混凝土异形柱双向偏心受压试验

目的 研究十字形钢骨混凝土异形柱的破坏机理、受力性能及变形能力.方法 通过对6个十字形钢骨混凝土异形柱进行双向偏心受压承载力的试验研究,观察了不同含钢率、不同偏心距异形柱的受力过程和破坏形态;分析了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下破坏特点,荷载一位移曲线及骨架曲线、承载力、位移延性等力学性能.结果 明确了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下的破坏特征,钢骨混凝土异形柱钢骨翼缘的存在对其内部混凝土起到了约束作用.随着含钢率的增加,构件的承载力及延性相应得到提高.结论 钢骨混凝土异形柱具有很高的承载能力和很好的延性,十字形钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用.     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱的抗震性能

为评估CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱抗震性能的效果,选取1根未锈蚀钢筋混凝土短柱、2根锈蚀钢筋混凝土短柱和4根CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱进行抗震性能试验研究,考察了CFRP加固量、细骨料类型对抗震加固效果的影响情况,建议了CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱受剪承载力的实用计算公式。结果表明：钢筋锈蚀会降低短柱的抗震性能,锈蚀钢筋试件的受剪承载力、极限变形能力和累积滞回耗能较未锈蚀钢筋试件分别降低了7.8%、35.5%和42.2%;外包CFRP加固能将锈蚀钢筋试件的受剪承载力提高至未锈蚀钢筋试件的107.1%~109.1%,并显著改善短柱的延性和耗能能力;外包CFRP的层数由1层增至2层时,加固试件的受剪承载力提高较少,且试件达到峰值荷载时,CFRP的最大应变减少;在钢筋锈蚀前后和CFRP加固前后,混凝土短柱无量纲近极限滞回环的滞回规则大体相同。     

钢骨混凝土L形柱抗震性能试验研究

对4个钢骨混凝土(SRC) L形柱试件进行低周反复加载试验,观察了两种不同配钢形式的钢骨混凝土L形柱在沿工程轴方向加载和斜向加载的受力全过程和破坏形态.分析了钢骨混凝土L形柱的破坏特点,给出了荷载-位移滞回曲线、承载力、位移延性、刚度退化和耗能能力等力学性能.试验研究结果表明:当剪跨比较大时(λ≥2.44),钢骨混凝土L形柱发生弯曲型破坏,破坏主要表现为斜向加载时角部混凝土压碎、正向加载时腹板端部混凝土压碎,滞回曲线不对称,试件延性好,极限侧移角大,具有良好的抗震耗能能力.     

偏心受压下的L型截面钢骨混凝土异型柱试验

目的研究L型截面钢骨混凝土异型柱的破坏特征、破坏机理以及受力性能.方法通过制作3根不同含钢率的L型截面钢骨混凝土异型柱和1根无钢骨的L型截面钢筋混凝土异型柱,对异型柱在单向偏心受压下进行试验研究,利用试件的试验数据,绘制了各种荷载-应变、荷载-位移关系曲线并进行分析.结果通过对L型截面钢骨混凝土异型柱和钢筋混凝土异型柱的单向偏压试验研究,明确了L型截面钢骨混凝土异型柱的破坏特征,受力性能、破坏机理及含钢率对异型柱承载力的影响.结论L型截面钢骨混凝土异型柱跟普通的L型截面钢筋混凝土异型柱相比,具有更高的承载力,更大的延性性能,随着含钢率的增加,构件的承载力及延性也相应增大.     

复式不锈钢管高强再生块体混凝土短柱轴压试验研究

在方不锈钢钢管混凝土中配置圆碳素钢管,可以改善方钢管对核心混凝土约束效应低、延性差的特点,使复式不锈钢管混凝土截面具有较高的承载力、延性和抗火性能,可减少普通钢结构的防腐和防火施工工序,钢管的约束效应也有利于弥补添加再生混凝土块体所带来的不利影响。进行16根复式不锈钢管高强再生块体混凝土短柱的轴压试验,考察了再生块体取代率、约束效应系数和新旧混凝土强度等参数对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明：复式不锈钢管再生块体混凝土短柱试件的轴压承载力随再生块体取代率增加降低,替代率20%时承载力最大降低幅度6.8%;试件破坏过程及破坏形态与普通复式不锈钢管混凝土短柱相似;内部圆钢管混凝土呈腰鼓型和剪切型破坏两种类型;复式不锈钢管再生块体混凝土短柱具有良好的延性和剩余承载力,超过峰值荷载后,荷载-位移曲线经过短暂下降,基本维持水平或略上升,所有试件的剩余承载力达到峰值荷载的63%以上;提出了复式不锈钢管混凝土截面中钢管截面对核心混凝土的约束效应的简化方法,采用4种承载力计算方法进行轴压承载力的计算对比,考虑圆形截面部分的承载力乘以折减系数的假定具有较好的适用性,且所得承载力的计算结果与试验结果吻合较好。     

配筋UHPC柱的抗震性能及影响因素分析

为研究配筋超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)柱抗震性能及影响因素,以碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布缠绕、钢筋强度和剪跨比为参变量,对1根普通钢筋UHPC柱、1根CFRP布缠绕的普通钢筋UHPC柱和3根高强钢筋UHPC柱进行了低周往复试验,分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、延性和耗能能力等。结果表明:对于剪跨比为1.5～4.0的配筋UHPC柱,延性及耗能能力均较好;在CFRP缠绕或较大剪跨比下,试件的破坏形态由剪压破坏转变为弯剪破坏,延性得到明显改善;提高UHPC柱纵筋和箍筋的强度可提高试件的承载力和延性;普通箍筋的裂后工作能力较差,建议UHPC受剪构件配置屈服强度在600 MPa以上的箍筋;基于桁架-拱模型,建立了考虑钢纤维抗拉贡献、轴压比和剪跨比影响的配筋UHPC柱的抗剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好,可为UHPC结构设计提供参考。     

CFRP网增强复合砂浆加固不同轴压比 框架节点的抗震性能研究

采用4个1:2缩尺比例的十字型RC框架节点试件,1个为对比试件、3个为加固试件,在不卸轴压力情况下采用CFRP网增强的高性能复合砂浆对试件进行加固。通过试验研究与数值模拟相结合的方法,探索了该加固法加固框架节点的效果,重点研究了轴压比变化对加固效果的影响,包括加固试件的破坏形式、承载力和延性、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等。研究结果表明:采用CFRP网增强的高性能复合砂浆加固框架节点是一种有效加固方法,且在一定的轴压比范围内,加固试件耗能能力、极限承载力随轴压比的增大而提高,但其极限位移、延性性能随轴压比的增大而降低。加固节点抗剪承载力的数值模拟结果同实验结果符合度较高,验证了此次建模具有较好的可靠性。     

竹筋CFRP箍筋混凝土短柱受压性能的有限元分析

为倡导绿色建筑,制成了用竹条做骨架、碳纤维做箍筋的一种经济环保的混凝土柱．针对该混凝土柱的轴心受压力学性能和延性,采用ANSYS非线性有限元软件对其进行了模拟分析．通过软件分析表明：竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性均高于普通混凝土柱,CFRP箍筋提高了竹筋混凝土裂化后的承载能力;与钢筋混凝土柱相比,箍筋间距相同时配筋率为3％的竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性分别是配筋率为2％的钢筋混凝土柱的l.03倍和1．02倍,是配筋率为3％的钢筋混凝土柱的0．93倍和0．89倍;在适筋范围内竹筋CFRP箍筋混凝土柱的抗压性能随箍筋间距的增大而降低．     

轴心受压下十字形钢骨混凝土异形柱延性的研究

作者设计了一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱,为进一步研究这种新型构件的受力性能,进行了3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压下的静力试验,对不同含钢骨率及无钢骨构件的力学性能进行了对比分析。发现钢骨混凝土异形柱与普通钢筋混凝土异形柱相比具有更高的承载力和更好的延性。这种新型实腹式钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用。     

锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能

对8根模拟锈蚀钢筋混凝土梁进行了高周疲劳试验,研究和探讨了模拟锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能。结果表明,交变荷载作用下试件的斜裂纹出现并迅速发展成主裂缝;模拟锈蚀钢筋混凝土梁多在端部发生剪切疲劳破坏;试件的挠度发展、裂缝分布与破坏形态密切相关;随循环次数增加,锈蚀主筋的最大、最小应力不断增长,应力幅值基本不变;混凝土的最大、最小压应变快速增长,应变幅值平稳增长;试件的疲劳寿命具有较大的离散型;同等条件下,锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命往往比锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳寿命长。     

碳纤维布加固超役混凝土电杆的破坏机理及力学性能

以某电网某路段超过服役期的钢筋混凝土电杆为研究对象,选取电杆杆身与跨中带钢圈接头的杆身试件各6根,其中各取3根试件采用碳纤维布（CFRP）沿杆件纵向进行加固,并对其进行抗弯承载力试验,对比研究在不同的碳纤维布黏贴层数下加固电杆的受力性能和破坏机理。基于试验实测数据,对强度及刚度计算方法进行了研究,并提出了刚度退化的数学表达式。研究结果表明：采用碳纤维布加固电杆后,其破坏表现为混凝土与碳纤维布的表面粘脱失效所致,纵向碳纤维布被拉断作为最终破坏形态,破坏过程迅速,脆性明显;试件的截面应变分布符合平截面假定。加固前杆身试件的承载力退化严重,加固后混凝土电杆的承载能力和刚度均有显著提高,但加固电杆的损伤发展较加固前提早,且快而集中,综合多方面考虑,建议在混凝土电杆接头附近的一定距离内采取双层、杆身其余部位采用单层的碳纤维布加固方法。     

CFRP约束钢管高强混凝土轴压短柱承载力的极限分析

为研究碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)约束钢管高强混凝土短柱在轴心受压作用下的极限承载力,通过CFRP约束钢管高强混凝土轴压短柱破坏过程工作机制的探讨,分析了CFRP约束钢管高强混凝土与CFRP约束钢管混凝土构件的主要区别与联系,为CFRP约束钢管高强混凝土短柱承载力的极限分析奠定了基础。基于极限平衡法,对高强混凝土、钢管和CFRP进行了应力分析,推导得到了CFRP约束钢管高强混凝土短柱的理论计算公式,将理论计算结果与试验实测值相比较,验证了理论公式的正确性。最后将理论计算结果随CFRP层数和钢管壁厚的变化规律进行了分析,研究表明：与CFRP约束钢管混凝土相比,CFRP约束钢管高强混凝土中CFRP约束效果较差,而对于CFRP约束钢管高强混凝土轴压短柱承载力的提高,厚壁钢管有较大优势。     

废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的受压性能

为研究废弃玻璃细骨料对混凝土柱受力性能的影响,对6个普通骨料钢筋混凝土柱和12个废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行了静力受压试验。考虑废弃玻璃细骨料取代率、长细比和偏心距3个因素,分析了不同废弃玻璃细骨料掺量对钢筋混凝土柱的破坏形态、极限承载力、轴向位移、跨中挠度、混凝土应变和钢筋应变的影响。不论是轴心受压还是偏心受压,废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱破坏机理均与普通钢筋混凝土柱相似。掺量100%的废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面承载力较高。废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面应变符合平截面假定,采用中国相关规范计算试件的极限承载力,并将理论值与试验值进行对比,证明可以采用现行的国家规范对废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行正截面承载力计算。研究表明,废弃玻璃细骨料可以100%替代混凝土柱中普通砂,且抗压性能可以满足使用要求。     

碳纤维布约束型钢混凝土矩形柱轴压承载力

为了研究碳纤维布(CFRP)约束型钢混凝土矩形柱的轴压性能,对29个构件进行静力加载试验,考虑配筋率、预载水平、截面圆角半径和高宽比、纤维布加固率和加固方式共6个参数. 结果表明：所有约束柱均以核心区混凝土压碎和纤维布断裂为破坏标志;随着预载水平提高,布的有效拉应变不断减小,柱承载力降低;随着圆角半径增大和高宽比减小,纤维布环向应变更高且分布趋于均匀;随着加固率增加,柱破坏模式由弱约束转成强约束,纤维布加固效率降低;在同等用量布的加固下,当条带宽度和间距减小时,构件承载力增幅增加. 基于各因素对约束应力的影响,确定了区分大尺寸柱强弱约束模式的界限值;采用叠加法建立了多参数的约束型钢柱轴压承载力计算式.